[发明专利]切换式电容直流对直流电源转换器电路及输出电压的方法

说明书

本发明公开了一种切换式电容直流对直流电源转换器电路及使用其输出电压的方法。此电路包含切换式电容电路以及基极偏压控制电路，切换式电容电路当中的晶体管，藉由基极偏压控制电路提高导通电阻，进而降低输出电压所产生的纹波。

技术领域

本发明是关于一种切换式电容的直流对直流电源转换器电路及使用其输出电压的方法，特别是关于一种具有基极偏压控制的切换式电容直流对直流电源转换器电路及使用其输出电压的方法。

背景技术

近年来，由于对系统芯片(SoC,System on Chip)的需求增加，各种专用的电压调节器也纷纷产出以提供不同供应电压的系统。在这当中，电感式直流-直流转换器(inductive DC-DC converter)在电压调整上具有优越的性能及效率，然而于芯片外设置电感不但提高了物料成本，在芯片空间的配置上也有许多限制，因此另一种电容式直流-直流转换器(capacitive DC-DC converter)的发展快速的成长。

随着技术的发展，一般切换式电容直流对直流转换器，其中具有多个切换开关，其开关的导通电阻会影响电容的储存电量，若导通电阻低可有效降低传导时电能的损失，但是过大的电流量也可能造成电路的损坏或是造成输出电压时有较大的纹波(ripple)，因此在设计上必须有所考虑。目前习知的做法包含增加额外的电流源或是连接可调整的电阻，以调整电流流入的大小，然而这些做法都会增加芯片所需的面积，同时增加制造的成本，因此在使用上仍有较多的缺点。

综观前所述，在习知的直流对直流电源转换器电路当中，仍然具有部分整合及制造上的困难，因此，本发明的发明人思索并设计一种切换式电容的直流对直流电源转换器电路及使用其输出电压的方法，以针对现有技术的缺失加以改善，进而增进产业上的实施利用。

发明内容

有鉴于上述习知技艺的问题，本发明的目的就是在提供一种切换式电容直流对直流电源转换器电路及使用其输出电压的方法，以解决输出电压具有较大的纹波的问题。

根据本发明的一目的，提出一种切换式电容直流对直流电源转换器电路，其包含切换式电容电路以及基极偏压控制电路。其中，切换式电容电路设置于电源输入端及电源输出端之间。切换式电容电路包含多个第一开关、多个第二开关以及至少一电容，当切换式电容电路在第一阶段时，多个第一开关导通且多个第二开关关闭，多个第一开关与该至少一电容形成在电源输入端及电源输出端之间的第一电流路径。当切换式电容电路在第二阶段时，多个第二开关导通且多个第一开关关闭，多个第二开关与至少一电容形成连接至电源输出端的第二电流路径。其中多个第一开关及多个第二开关包含晶体管。基极偏压控制电路连接于多个第一开关及多个第二开关当中至少一个的晶体管的基极，且基极偏压控制电路接收电源输出端的电压并与参考电压进行比较。当电源输出端的电压大于参考电压，基极偏压控制电路输出第一电压至晶体管的基极，当电源输出端的电压不大于参考电压，基极偏压控制电路输出第二电压至晶体管的基极，其中第一电压大于第二电压。

较佳地，基极偏压控制电路可进一步包含第一电流源、第二电流源、比较器以及第三开关。第一电流源具有第一流出端以及第一流入端，第一流出端连接晶体管的基极，第一流入端具有默认电压。第二电流源具有第二流入端。比较器包含第一输入端、第二输入端及信号输出端，第一输入端连接于电源输出端，接收电源输出端的电压，第二输出端输入参考电压，比较器比较电源输出端的电压及参考电压以输出控制信号。第三开关包含第一端、第二端及控制端，第一端连接于第一电流源的第一流出端，第二端连接于第二电流源的第二流入端，控制端连接于比较器的信号输出端。其中，当电源输出端的电压大于参考电压时，控制信号关闭第三开关，致使晶体管的基极接收到第一电压，当电源输出端的电压不大于参考电压时，控制信号导通第三开关，致使晶体管的基极接收第二电压。

较佳地，基极偏压控制电路可进一步包含第四开关，其一端连接于晶体管的基极，另一端接地，控制端接收外部直接控制信号。